回复断章取义,加上帖不出图形,可能您一时看不明白.若您感兴趣,可以查阅我以前有关光速假设的帖子!但较长.
三、新的光速实验方案
（一）新的实验方案
虽然我们已经用光介子假说解释历史上的各种光速实验，但这不足于证明光介子假说就是正确的，因为光速不变原理也能解释这些光速实验。任何事物都只有一种本质，不可能存在两完全相反但又都正确的假设，光的本质也是一样。要在光速不变性原理和光介子假说之间作出选择，就需要新的实验证据。
针对光介子假说的特点，笔者设计了一种新的光速实验方案，我们称它为“流水中玻璃棒光速实验”，该实验有可能让我们在光速不变原理和光介子假说之间作出选择。
我们已经知道，运动物质可以拖动内部的光介子部分地随之运动，斐索流水实验已经证实了这一点。由于流水对内部的光介子的拖动作用，从而使穿过流水的光部分地具备了流水的速度。现在要讨论的是，如果流水中还有玻璃棒的话，当光线穿过玻璃棒时，其速度会发生怎样的变化呢？
此时，玻璃棒内的光介子和玻璃棒外流水中的光介子是连成一遍的。由于光介子非常小，流水中的光介子将由于扩散运动透过玻璃棒表层来到玻璃棒内部。由于水的流动对光介子的牵引作用，流水中的光介子层具有相应的整体运动速度，当它们来到玻璃棒内时，也将使玻璃棒内的光介子层具备一定的整体运动速度。只不过由于玻璃分子的阻碍，玻璃棒内的光介子层的整体运动速度要比流水中的光介子层的整体运动速度慢些罢了。
也可以这样来解释：既然玻璃棒置身在流水内部的光介子层中，光介子层相对于玻璃棒在运动，也可以看作是玻璃棒运动而光介子层不动。玻璃棒的运动必然会拖动内部的光介子层使之部分地玻璃棒运动。这种运动速度方向与流水中光介子层原来的运动速度方向正好相反，故玻璃棒内部光介子层的运动速度等于流水内部的光介子层的运动速度减去玻璃棒的反向牵引速度。
由此可见，如果在流水中放置玻璃棒，玻璃棒内的光介子层也将部分地具有流水的运动速度从而形成“光介子风”，只不过这种光介子风的运动速度要比流水中的光介子层的运动速度还要小些罢了。此时，如果有光线穿越玻璃棒，玻璃棒内的这种光介子风必然会对其速度产生影响。我们相信，这种影响可以通过实验加以测定。这就是“流水中玻璃棒光速实验的基本思想。
斐索流水实验原理图如图1.7所示，新设计的流水中玻璃棒光速实验原理示意图如图4.4所示。
对比流水中玻璃棒光速实验原理示意图和斐索流水实验原理示意图可以看出，两者十分相像，唯一的不同是流水中玻璃棒光速实验在流水中多放置了两根玻璃棒（也可以用中空细长管或光导纤维，下同）。
在流水中玻璃棒光速实验中，光源S发出的光经半透明镜分成两束光，以相反方向
在干涉仪回路中传播。与斐索流水实验相比，光线并不是直接穿过流水，而是从流水中的玻璃棒中穿过。当光线穿过流水中玻璃棒时，其速度是否与水静止时相同，现有理论不能告诉我们；但若依据光介子假设，流水中具有一定运动速度的光介子钻到玻璃棒中，会对穿过玻璃棒中的光的速度产生影响，造成实验中干涉条纹的移动。
玻璃棒
入水口
v
v
v
光源S
A
出水口 玻璃棒
干涉条纹
图4.4 流水中玻璃棒光速实验
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具体数学推导如下：
通常，光在介质中的传播速度为：
u＝c/n±fv
f＝1-1/n2
其中：u为光在介质中的传播速度；
c为光在真空中的传播速度；
n为介质的折射率；
f为运动介质的菲涅耳牵引系数；
v为介质的运动速度。
设流水相对于地面的速度为v，水的折射率为n1，牵引系数为f1；设玻璃棒相对于地面静止，其折射率为n2，牵引系数为f2；
若把流水的牵引视为正向牵引，则玻璃棒对内部光介子的作用就为反向牵引，总的牵引系数为：
f＝f1 (1-f2）
两束光在玻璃棒中的传播速度为：
u± ＝c/n2±fv
两束光汇合时的时间差为：
△t=2L/u-－2ｌ/u+
=2L［1/(c/n2－fv)－1/(c/n2＋fv)］（L为玻璃棒长度）
根据上式，适当选择玻璃棒长度和流水速度，就能观察到干涉条纹的移动。对于这种牵引效应，相对论是预见不到的。因此，如果该实验能够得以实施，将有助于人们在光介子假说和光速不变原理之间作出选择。
需要说明的是，具体实施该实验时，玻璃棒两端不得延伸到流水外面，要让玻璃棒完全浸没在流水中，目的是为了让玻璃棒完全置身在流水中的光介子层中。如果玻璃棒两端延伸到了流水外面，也就延伸到了流水外面的光介子层中，和实验室空间的光介子层相通了，玻璃棒内只有表皮附近非常薄的一层光介子能部分地随流水中的光介子层一起运动，而中间的大部分光介子实际上和外界的光介子层没有多少区别，并不具备整体运动速度。这样，当光线通过玻璃棒时，由于没有光介子风，其速度自然也就不会发生变化。由此可见，只有当玻璃棒完全浸没在流水中时，才能在玻璃棒内形成光介子风，玻璃棒才能对穿越其中的光速产生影响。此时，由于玻璃棒两端还有流水，实验时既要考虑玻璃棒对光速的牵引作用，还要考虑玻璃棒两端的流水对光速的牵引作用，理论上的计算要稍复杂一些。 |